一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法和系统，该方法应用于步进式电子膨胀阀驱动电路的主控模块，包括：初始化电子膨胀阀参数；根据电子膨胀阀的当前开度和目标开度计算开度偏差，根据当前时间和上次调阀时间计算当前时间间隔；判断开度偏差小于设定的调节阈值；进一步判断当前时间间隔是否大于或等于微调周期；计算第一平均开度和第二平均开度；分别计算第一平均开度和第二平均开度与目标开度的接近程度并调整电子膨胀阀的开度。本发明专利技术能够在驱动电路及电子膨胀阀成本不增加的前提下，提高电子膨胀阀的控制精度。提高电子膨胀阀的控制精度。提高电子膨胀阀的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法和系统


[0001]本专利技术涉及智能交互
，特别是一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法。

技术介绍

[0002]步进式电子膨胀阀是通过控制步进电机的正反向转动，控制阀门的开启角来控制制冷剂的流量的节流元件，分为直动型电子膨胀阀和减速型电子膨胀阀两种。目前常见的步进式电子膨胀阀的控制方式有四相八拍、四相四拍、二相四拍等。
[0003]在制冷系统中，通常采用蒸发器过热度控制的方法调整电子膨胀阀的开度，控制算法有PID算法、遗传算法、神经网络算法等。控制算法根据采样数据，周期性计算出电子膨胀阀的开度，并根据计算结果调整电子膨胀阀，达到控制蒸发器过热度的目的。
[0004]目前，电子膨胀阀的控制算法，其计算结果为浮点数，一般既有整数部分又有小数部分。而受电子膨胀阀控制电路精度的限制，计算结果在执行的时候存在精度损失。例如计算结果为68.63步，而执行电路只能输出近似值69步，输出误差为0.37步。
[0005]尽管电子膨胀阀具有很高的调节精度，直动型电子膨胀阀的总步数为500步左右，减速型电子膨胀阀的总步数为2000步左右，但如果能进一步提高控制精度，将进一步提升电子膨胀阀的精确性，对制冷系统的调控产生积极作用。例如，在低环境温度温制热工况下，电子膨胀阀的开度一般只有几十步，每增大或减小一步，流量的调节比例占到1％甚至2％以上。制冷系统电子膨胀阀的调节周期一般为数秒至数十秒，累积的误差会对蒸发器过热度会产生较为明显的波动，容易造成吸气压力过低的情况。并且蒸发器温度的波动使系统更容易结霜，降低制冷系统的性能。
[0006]现有技术中，针对电子膨胀阀的驱动方式，大多采用如下几种：
[0007](1)四相八拍、四相四拍控制方式，多采用四组三极管或复合三极管作为驱动电路，分别驱动四个电磁线圈。采用现有技术控制，直动型电子膨胀阀的控制精度为1步，减速型电子膨胀阀由于采用了减速齿轮组，相当于直动型电子膨胀阀的1/4步。减速型电子膨胀阀缺点是电子膨胀阀的价格相对较高。
[0008](2)二相四拍控制方式，多采用步进电机用驱动芯片，分别驱动控制两个电磁线圈的电流大小及电流方向。某些步进电机驱动芯片具有微步距功能，例如ST公司的L6258和TI公司的DRV8846等，通过分配两相电流的大小，使电子膨胀阀的转子移动到两个定子磁极的中间位置，其控制精度相当于1/8步，但缺点是专用驱动芯片不适用于四相电子膨胀阀，且驱动芯片成本相对较高，占用主控制器芯片的资源较多。
[0009]因此，在控制成本的前提下，提出一种能够提升电子膨胀阀的调控精度的技术方案，亟具需要。

技术实现思路

[0010]针对上述提出的需要在控制成本的前提下，提出一种能够提升电子膨胀阀的调控精度的技术方案的技术问题，本专利技术旨在提供一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法和系
统。
[0011]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
[0012]第一方面，本专利技术示出一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法，应用于步进式电子膨胀阀驱动电路的主控模块，其中主控模块中内置有计时器，该方法包括：
[0013]S1初始化电子膨胀阀参数，包括初始化计时器的起始时间t0，设置电子膨胀阀的励磁周期T1和微调周期T2，设置电子膨胀阀的目标开度K
m
，初始化当前开度序列Q，其中开度序列用于记录由起始时间起各时刻的电子膨胀阀开度变化；
[0014]S2根据电子膨胀阀的当前开度K
n
和目标开度K
m
计算开度偏差K
p
，根据当前时间t
n
和上次调阀时间t
k
‑1计算当前时间间隔T
n
；
[0015]S3判断开度偏差K
p
是否小于设定的调节阈值K
Z1
；
[0016]S4若开度偏差K
p
小于设定的调节阈值K
Z1
，进一步判断当前时间间隔T
n
是否大于或等于微调周期T2；
[0017]S5若当前时间间隔T
n
大于或等于微调周期T2，则计算第一平均开度和第二平均开度开度其中K
Q
表示开度序列中各时刻的开度总和，int(K
m
)表示目标开度的整数部分；N
Q
表示开度序列的长度；
[0018]S6分别计算第一平均开度和第二平均开度与目标开度K
m
的接近程度；
[0019]S7如果第一平均开度更接近目标开度K
m
，即则记当前开度K
n
＝int(K
m
)，并将电子膨胀阀调整至开度为int(K
m
)；如果第二平均开度更接近目标开度K
m
，即则记当前开度K
n
＝int(K
m
+1)，并将电子膨胀阀调整至开度为int(K
m
+1)，其中int(*)表示取整数部分函数；
[0020]S8更新上次调阀时间为t
k
‑1＝t
n
；将当前时刻t
n
对应的开度K
n
更新至当前开度序列Q中，并跳转至步骤S2。
[0021]一种实施方式中，步骤S1之前还包括：
[0022]SB1执行硬件初始化，包括初始化系统始终、GPIO和串口。
[0023]一种实施方式中，其特征在于，步骤S1具体包括：
[0024]接收由制冷系统控制器传输的串口指令，根据接收到的串口指令更新并保存电子膨胀阀的励磁周期T1和微调周期T2；以及根据接收到的串口指令更新电子膨胀阀的目标开度K
m
。
[0025]一种实施方式中，步骤S2中，根据电子膨胀阀的当前开度K
n
和目标开度K
m
计算开度偏差K
p
，具体包括：开度偏差K
p
＝|K
n
‑
K
m
|。
[0026]一种实施方式中，步骤S3中，设定的调节阈值K
Z1
＝1。
[0027]一种实施方式中，步骤S4还包括：
[0028]若开度偏差K
p
大于或等于设定的调节阈值K
Z1
，进一步判断当前时间间隔T
n
是否大于或等于励磁周期T1；
[0029]其中，该方法还包括：
[0030]S9若当前时间间隔T
n
大于或等于励磁周期T1，进一步判断当前开度K
n
是否大于目标开度K
m
；
[0031]S10若当前开度K
n
大于目标开度K
m
，则记当前开度K
n
＝K
n
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法，应用于步进式电子膨胀阀驱动电路的主控模块，其中主控模块中内置有计时器，其特征在于，该方法包括：S1初始化电子膨胀阀参数，包括初始化计时器的起始时间t0，设置电子膨胀阀的励磁周期T1和微调周期T2，设置电子膨胀阀的目标开度K
m
，初始化当前开度序列Q，其中开度序列用于记录由起始时间起各时刻的电子膨胀阀开度变化；S2根据电子膨胀阀的当前开度K
n
和目标开度K
m
计算开度偏差K
p
，根据当前时间t
n
和上次调阀时间t
k
‑1计算当前时间间隔T
n
；S3判断开度偏差K
p
是否小于设定的调节阈值K
Z1
；S4若开度偏差K
p
小于设定的调节阈值K
Z1
，进一步判断当前时间间隔T
n
是否大于或等于微调周期T2；S5若当前时间间隔T
n
大于或等于微调周期T2，则计算第一平均开度和第二平均开度和第二平均开度其中K
Q
表示开度序列中各时刻的开度总和，int(K
m
)表示目标开度的整数部分；N
Q
表示开度序列的长度；S6分别计算第一平均开度和第二平均开度与目标开度K
m
的接近程度；S7如果第一平均开度更接近目标开度K
m
，即则记当前开度K
n
＝int(K
m
)，并将电子膨胀阀调整至开度为int(K
m
)；如果第二平均开度更接近目标开度K
m
，即则记当前开度K
n
＝int(K
m
+1)，并将电子膨胀阀调整至开度为int(K
m
+1)，其中int(*)表示取整数部分函数；；如果第二平均开度更接近目标开度，即，则；S8更新上次调阀时间为t
k
‑1＝t
n
；将当前时刻t
n
对应的开度K
n
更新至当前开度序列Q中，并跳转至步骤S2。2.根据权利要求1所述的一种高精度步进式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：SB1执行硬件初始化，包括初始化系统始终、GPIO和串口。3.根据权利要求1所述的一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿哲，张淑贞，薛磊，张洪锦，宋冀红，郑述美，
申请(专利权)人：山东和同信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：